(57)【要約】【課題】  露光室に供給する気体の温度及び湿度を精密に制御して安定した露光処理を可能とする露光装置を提供する。【解決手段】  本発明は、露光室に気体を供給する気体供給部と制御部とを備える露光装置であって、気体供給部は、露光室に接続される気体供給管路に熱源を含む機器と気体を加湿する加湿器と気体を冷却する冷却器と加湿器により加湿され且つ冷却器により冷却された気体との間で水分の授受を行うフィルタと気体供給管路内の冷却器とフィルタとの間における気体の温度を検出する温度センサと気体供給管路内の加湿器とフィルタとの間における気体の湿度を検出する湿度センサとを備える。冷却器は、熱源を含む機器とフィルタとの間に配置される。前記温度センサと前記湿度センサとは、前記加湿器と前記フィルタとの間に配置される。制御部は、温度センサの出力に基づいて冷却器を制御し、且つ湿度センサの出力に基づいて加湿器を制御する。【選択図】図１
2010050237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を露光する露光部と、前記露光部の少なくとも一部を収容する露光室と、前記露光室に気体を供給する気体供給部と、制御部とを備える露光装置であって、
前記気体供給部は、前記露光室に接続される気体供給管路に、
熱源を含む機器と、
気体を加湿する加湿器と、
気体を冷却する冷却器と、
前記加湿器により加湿され且つ前記冷却器により冷却された気体から化学物質を除去するとともに前記加湿且つ冷却された気体との間で水分の授受を行うフィルタと、
前記気体供給管路内の前記冷却器と前記フィルタとの間における気体の温度を検出する温度センサと、
前記気体供給管路内の前記加湿器と前記フィルタとの間における気体の湿度を検出する湿度センサと、を備え、
前記冷却器は、前記熱源を含む機器と前記フィルタとの間に配置され、
前記温度センサと前記湿度センサとは、前記加湿器と前記フィルタとの間に配置され、
前記制御部は、前記温度センサの出力に基づいて前記冷却器を制御し、且つ前記湿度センサの出力に基づいて前記加湿器を制御する、ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記フィルタと前記加湿且つ冷却された気体との間における水分の授受に伴う気体の温度及び湿度の変動を低減するように前記冷却器と前記加湿器とを制御することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記熱源を含む機器は、気体を前記露光室に向けて送るファンを含み、
前記ファンは、前記加湿器と前記冷却器との間に位置するように配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記熱源を含む機器は、気体を前記露光室に向けて送るファンを含み、
前記加湿器は、前記ファンと前記冷却器との間に位置するように配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
【請求項５】
前記湿度センサは、前記気体供給管路内の前記冷却器と前記フィルタとの間に配置されて前記気体供給管路内の前記冷却器と前記フィルタとの間における気体の絶対湿度又は相対湿度を検出し、
前記制御部は、前記湿度センサが検出した絶対湿度又は相対湿度に基づいて前記加湿器を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記湿度センサは、前記気体供給管路内の前記加湿器と前記冷却器との間に配置されて前記気体供給管路内の前記加湿器と前記冷却器との間における気体の相対湿度を検出し、
前記制御部は、前記湿度センサが検出した相対湿度を絶対湿度に換算し、換算した絶対湿度に基づいて前記加湿器を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記露光室内の気体、又は、前記気体供給管路内の前記フィルタと前記露光室との間における気体の温度を検出する第２温度センサと、
前記気体供給管路内の前記フィルタと前記露光室との間に配置された加熱器と、をさらに備え、
前記制御部は、前記第２温度センサの出力に基づいて前記加熱器を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記露光室内の気体、又は、前記気体供給管路内の前記フィルタと前記露光室との間における気体の湿度を検出する第２湿度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記湿度センサの出力に加え、前記第２湿度センサの出力にも基づいて前記加湿器を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＩＣやＬＳＩ等の半導体集積回路は、高い生産性と極めて微細な回路パターンの加工が要求されている。そのため高速且つ精密な位置決め制御が必要とされる。位置決め精度はレーザ干渉計による測長精度に大きく依存し、ｎｍオーダの精度を達成するには干渉計光路の温度揺らぎや湿度の変動を十分抑制する必要がある。このため露光装置が設置されているクリーンルームの温度変化等の影響を抑制し、露光装置内で発生する熱を回収する高精度に温度制御された流体、すなわち空気や液体の冷媒が露光装置に供給される。
【０００３】
一方、クリーンルーム内の空気には微量の塩基性ガス（アンモニア、アミン等）や酸性ガス（硫酸、硝酸、塩化水素等）、及び有機ガス（シロキサン等）の化学汚染物質が含まれている。これらの化学汚染物質を含んだ空気を露光装置に取り入れると、化学汚染物質は、露光光である短波長紫外線のエキシマレーザ光等により光化学反応を起こし、露光装置内の光学部品の表面に曇り物質として付着する。この曇り物質の付着により露光光の照度低下や照度むらが発生し、所定の露光性能を維持することができなくなってしまう。
【０００４】
これらの空気中に含まれる化学汚染物質をｐｐｂ以下の濃度に低減することが要求されるため、ケミカルフィルタが装着される。ケミカルフィルタは、化学汚染物質を除去するが、活性炭等を含有しているので清浄化すべき気体との間で水分の授受を行う。その形状は様々であるが、例えば、□６００ｍｍ、厚さ６０ｍｍのものを設置環境と必要とされる低減濃度に合わせて数段重ねて使用される。ケミカルフィルタは、気体と水分の授受を行うが、吸湿する際に熱を発生し、水分を放出するときには吸熱する。この特性によりケミカルフィルタ出口の空気の温度と湿度は変動する。
【０００５】
このケミカルフィルタの吸湿作用による温度変動の影響を低減する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の技術では、気体の流れに沿って、クーラ、ヒータ、ファン、ケミカルフィルタの順に配置している。そして、クーラの出口部分に設けた温度センサの検出値によってクーラを制御している。また、ケミカルフィルタの前段又は後段に配置した温度センサの検出値に基づいてケミカルフィルタの前段に置かれたヒータを制御している。しかし、特許文献１では、クーラの後段に大きな熱外乱要素のヒータ、ファンを配置している。したがって、ケミカルフィルタの後段又は前段に配置された温度センサの検出値に基づいてヒータを制御しても、ケミカルフィルタ入口の温度は精密に制御し得ない。また、湿度センサが配置されていないので、ケミカルフィルタ入口の湿度は制御されない。したがって、特許文献１に開示の技術では、ケミカルフィルタ出口の空気の温度と湿度を精密に制御し得ない。
【０００６】
また、ケミカルフィルタを備え温度と湿度を制御する技術が特許文献２に開示されている。特許文献２に開示の技術では、露光装置から戻ってくる循環空気をクーラに通しクーラ出口の温度センサにより所定の温度に冷却し、その後、ヒータを通しヒータ出口の温度センサにより所定の温度に加熱する。そして、循環空気を加湿器に通して加湿器出口の湿度センサにより所定の湿度に加湿し、その後段に配置されたファンとケミカルフィルタを通して露光空間に供給する。しかしながら、この場合、ヒータ出口の温度センサからケミカルフィルタまでの間にファン等によって重畳する熱外乱に対しては温度制御を行うことができない。例えば、ケミカルフィルタ前段に配置されたファンは数百ワットから数キロワットの熱を発生し、循環空気及び周囲の筐体を暖め、ケミカルフィルタ入口の温度を大きく変動させる場合がある。また、外気が変動した場合にはヒータ出口の温度センサからケミカルフィルタまでの経路において熱外乱が加わりケミカルフィルタ入口の温度が変動する場合がある。一般に、半導体工場のクリーンルームの温度は２１℃〜２５℃程度と４℃程度の変動幅がある。仮にその１／１０前後の外乱がヒータ出口の温度センサからケミカルフィルタまでの経路に重畳した場合、０．４℃前後の温度変動が発生する。外気変動の影響を低減するには断熱を強化する必要があるが、断熱材の貼り付けによる装置の大型化及び高コスト化を招いてしまう。このように、ケミカルフィルタ入口の温度が変化するとケミカルフィルタ出口での湿度が変化するためｎｍオーダの精度を達成するために必要な干渉計光路の湿度の安定性を確保できない場合がある。
【０００７】
また、特許文献２に開示の技術では、加湿器を、クーラとヒータの間、又はクーラとヒータの上流に配置してもよいとしている。しかし、温度が十分に制御されていない箇所に湿度センサを配置し相対湿度の制御を行うと、相対湿度が一定に制御されたとしても温度が変化することにより絶対湿度は変化してしまうため、安定な湿度制御を行うことができない。さらに、特許文献２に開示の技術では、ケミカルフィルタの水分吸着による湿度変動や吸着する際に発生する熱によるケミカルフィルタ出口の空気温度の変動に対しては制御する手段を備えていない。そのため、露光処理が行われる露光室に供給される空気の温度と湿度は変動してしまう。
【特許文献１】特開２００２−１５８１７０号公報
【特許文献２】特開２００７−１５５２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらの点に鑑み、本発明は、露光室に供給する気体の温度及び湿度を精密に制御して安定した露光処理を可能とする露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基板を露光する露光部と、前記露光部の少なくとも一部を収容する露光室と、前記露光室に気体を供給する気体供給部と、制御部とを備える露光装置であって、前記気体供給部は、前記露光室に接続される気体供給管路に、熱源を含む機器と、気体を加湿する加湿器と、気体を冷却する冷却器と、前記加湿器により加湿され且つ前記冷却器により冷却された気体から化学物質を除去するとともに前記加湿且つ冷却された気体との間で水分の授受を行うフィルタと、前記気体供給管路内の前記冷却器と前記フィルタとの間における気体の温度を検出する温度センサと、前記気体供給管路内の前記加湿器と前記フィルタとの間における気体の湿度を検出する湿度センサと、を備え、前記冷却器は、前記熱源を含む機器と前記フィルタとの間に配置され、前記温度センサと前記湿度センサとは、前記加湿器と前記フィルタとの間に配置され、前記制御部は、前記温度センサの出力に基づいて前記冷却器を制御し、且つ前記湿度センサの出力に基づいて前記加湿器を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、露光室に供給する気体の温度及び湿度を精密に制御して安定した露光処理を可能とする露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施例について、詳細に説明する。
【００１２】
［実施例１］
図１は、実施例１における露光装置の構成を示す図である。露光装置は、基板を露光する露光部と、露光部の少なくとも一部を収容する露光室３００と、露光室３００に一定の温度及び湿度の気体を供給する気体供給部１００と、制御部２００とを備えている。露光室３００内において、不図示の露光光源より露光光が出射され、照明光学系３１６は、レチクルステージ３１２に設置されたレチクル３１１を照射する。レチクル３１１を透過した光は、投影光学系３１３を透過して、基板ステージ３１４に設置された基板３１５に到達し、レチクル３１１上に描かれた微細なパターンを基板３１５上の各チップに焼き付ける。露光光源にはＫｒＦレーザ光源や、更なる微細化のため波長の短いＡｒＦレーザ光源が用いられることが多い。照明光学系３１６、レチクルステージ３１２、投影光学系３１３、基板ステージ３１４等は、露光部を構成する。
【００１３】
ステッパーと称される露光装置では、レチクルステージ３１２は静止している。基板ステージ３１４は露光中静止しているが、露光が終了すると次のチップを露光するためにステップ駆動される。スキャニングステッパーと称される露光装置では、レチクルステージ３１２と基板ステージ３１４は同期して逆方向に走査しながら露光が行われる。露光が終了すると次のチップを露光するために基板ステージ３１４がステップ駆動される。スキャニングステッパーでは、より生産性を向上させるため、レチクルステージ３１２及び基板ステージ３１４は、より速い加速度により加速され、より速い速度で同期走査露光される。各ステージは生産性向上のために極めて高速に駆動され、かつパターンを微細化するために極めて精密に位置又は速度が制御されなければならない。
【００１４】
各ステージの位置をｎｍオーダで精密に制御するため、一般に不図示のレーザ干渉計によりステージの位置が常に監視され、フィードバック制御される。しかしながら、ステージの駆動によって大きな発熱が発生すると、その熱によりレーザ干渉計の光路の温度が擾乱され、その結果、光路中の空気の屈折率が揺らいでステージの位置計測に大きな誤差が発生してしまう。ｎｍのオーダでステージを制御するには、干渉計光路の温度の揺らぎは０．０１℃以下である必要がある。温度変動の他の要因として、露光装置の他の熱負荷変動や、半導体製造工場内のクリーンルーム又は設備機器等を設置するサブファブにおける空調系の温度変動、及び後述するケミカルフィルタによる熱変動が挙げられる。
【００１５】
ｎｍオーダでステージを制御するには、干渉計光路の湿度の変動も１％以下とする必要がある。湿度変動の要因としては、半導体製造工場内のクリーンルーム又は設備機器等を設置するサブファブの空調系の湿度変動、及び後述するケミカルフィルタによる湿度変動が挙げられる。
【００１６】
露光室３００に接続される気体供給管路には、熱源を含む機器であるファン１０２が配置される。ファン１０２は、露光室３００から還流された気体（空気）を吸気ダクト１０６から吸気し、加圧して露光室３００に向けて送る。ファン１０２から送られた気体は、加湿器１３４により加湿される。加湿器１３４により加湿された気体は冷却器１１６により冷却される。加湿器１３４と冷却器１１６とにより加湿且つ冷却された気体は、ケミカルフィルタ１５０に通され気体中に含まれる化学汚染物質等の化学物質が除去される。ケミカルフィルタ１５０は、活性炭等を含有するフィルタなので冷却された気体との間で水分の授受を行う。
【００１７】
気体供給管路内の冷却器１１６とケミカルフィルタ１５０との間には、ケミカルフィルタ１５０の入口における気体の温度と湿度をそれぞれ測定する温度センサ１２０及び湿度センサ１４０が配置される。温度センサ１２０及び湿度センサ１４０は、好ましくはケミカルフィルタ１５０の入口の近傍に配置される。
【００１８】
ファン１０２は、空気を駆動するための動力としての発熱を伴うため、熱源を含む機器であって、ファン１０２の後段の気体に対する熱外乱となる。そのためファン１０２を冷却器１１６の前段に配置し、温度センサ１２０を冷却器１１６とケミカルフィルタ１５０との間の気体供給管路内に配置する。本実施例では、制御部２００は、温度センサ１２０の出力に基づいて、ケミカルフィルタ１５０の入口における気体の温度が目標値となるように冷却器１１６を制御する。本実施例では、冷却器１１６として熱交換器を使用し、冷却水の流量を制御弁１１４により調整することで、気体の温度を調整する。尚、冷却水の代わりにコンプレッサによる冷凍機により気体の温度を調整してもよい。加湿器１３４は、例えば、ヒータにより水を蒸発させて加湿する蒸気式加湿器や超音波により水滴を噴霧して加湿する超音波式加湿器であってもよい。本実施例では、加湿器１３４は、ファン１０２の後段に配置されているが、ファン１０２の前段に配置されてもよい。制御部２００は、湿度センサ１４０の出力に基づいて湿度が目標値となるように加湿器１３４の加湿量を調整して空気の湿度を制御する。本実施例では、温度センサ１２０と湿度センサ１４０はケミカルフィルタ１５０の入口の近傍に配置されている。そのため、湿度センサ１４０付近の温度は高精度に制御され、湿度センサ１４０からの出力は絶対湿度、又は相対湿度のどちらでも高精度に湿度を制御することができる。
【００１９】
温度及び湿度が制御された空気は、ケミカルフィルタ１５０を透過した後、供給ダクト１０４を経て露光室３００内に供給される。
【００２０】
次に、ケミカルフィルタ１５０の温度及び湿度に対する挙動について説明する。
【００２１】
クリーンルーム内の空気には、半導体製造装置やその他の電子機器等により発生する微量の化学物質が含まれている。化学物質は、塩基性ガス（アンモニア、アミン等）や酸性ガス（硫酸、硝酸、塩化水素等）、及び有機ガス（シロキサン等）でありうる。これらの化学物質を含んだ空気を露光室３００の中に取り入れると露光光である短波長紫外線のエキシマレーザ光等により光化学反応を起こし、露光部の光学部品の表面に曇り物質として付着する。この曇り物質の付着により露光光の照度低下や照度むらが発生し、所定の露光性能を維持することができなくなってしまう。ケミカルフィルタ１５０は、例えば、塩基性ガスや酸性ガスをイオン交換反応により除去し、有機ガスを活性炭により物理吸着して除去する。ケミカルフィルタ１５０は、例えば□６００ｍｍ、厚さ６０ｍｍのケミカルフィルタを数段重ねて化学物質の濃度を低減するよう構成されてもよい。
【００２２】
図２にケミカルフィルタ１５０の水分吸着率特性の一例を示す。これは、主にはケミカルフィルタ１５０に含まれる活性炭の特性によるものである。
【００２３】
ケミカルフィルタ１５０の重量をＧ［ｇ］、水分吸着率をＣ［％］、ケミカルフィルタ１５０が吸着する水分量をＧｗ［ｇ］とすると、ケミカルフィルタ１５０が吸着する水分量Ｇｗは式（１）で表される。
【００２４】
Ｇｗ＝Ｇ×Ｃ／１００・・・・・・・（１）
図２に示すように、ケミカルフィルタ１５０の入口の相対湿度が高くなるに従い、水分吸着率は上昇する。
【００２５】
例えば、ケミカルフィルタ１５０の入口の相対湿度がＨ1［％Ｒ．Ｈ］のときの水分吸着率をＣ1、相対湿度がＨ2［％Ｒ．Ｈ］に変化した場合の水分吸着率をＣ2とする。そうすると、ケミカルフィルタ１５０は、次の式（２）のΔＧｗに相当する水分を吸着し、その際に吸着熱を発生する。
【００２６】
ΔＧｗ＝Ｇ×（Ｃ2−Ｃ1）／１００・・・（２）
つまり、ケミカルフィルタ１５０の入口の相対湿度がＨ1からＨ2に変化すると、ケミカルフィルタ１５０の内部で水分の吸着と吸着熱が発生する。そのとき、ケミカルフィルタ１５０の出口の湿度はＨ2とならず、Ｈ2より低い湿度で、且つ温度は上昇する。式（２）で表される水分吸着量に到達するとケミカルフィルタ１５０は平衡状態となって水分の吸着と吸着熱は収まり、ケミカルフィルタ１５０の入口の温度と湿度がケミカルフィルタ１５０の出口に現われる。
【００２７】
図３に、ケミカルフィルタ１５０の入口温度を変化させた場合のケミカルフィルタ１５０の出口における絶対湿度の変化の実験データを示す。この実験結果より、ケミカルフィルタ１５０の入口温度が変化した場合、ケミカルフィルタ１５０の出口の絶対湿度が変化してしまうことが分かる。
【００２８】
これは、ケミカルフィルタ１５０の入口温度が高くなった場合、相対湿度が低下するため図２に示す水分吸着率は低下し、ケミカルフィルタ１５０から水分が放出されるためケミカルフィルタ１５０の出口の絶対湿度が上昇する。この際、水分放出に伴う気化熱によりケミカルフィルタ１５０の出口の温度は低下する。また、ケミカルフィルタ１５０の入口温度が低くなった場合、相対湿度は上昇するため図２に示す水分吸着率は上昇し、ケミカルフィルタ１５０に水分が吸着されるためケミカルフィルタ１５０の出口の絶対湿度は低下する。この際、水分吸着に伴う吸着熱によりケミカルフィルタ１５０の出口の温度は上昇する。
【００２９】
したがって、図２及び図３の特性より、ケミカルフィルタ１５０の入口の相対湿度及び温度が変化するとケミカルフィルタ１５０の出口の絶対湿度及び温度は変化することが分かる。
【００３０】
例えば、２３．０℃では、相対湿度の変化と絶対湿度の変化とは以下の関係にある。
【００３１】
相対湿度の変化［％Ｒ．Ｈ］／絶対湿度の変化［ｇ／ｍ３］＝４．８５
図３より、ケミカルフィルタ１５０の出口における絶対湿度の変化と入口における温度の変化とは以下の関係にある。
【００３２】
ケミカルフィルタの出口における絶対湿度の変化［ｇ／ｍ３］／入口における温度の変化［℃］≒０．５
したがって、相対湿度の変化とケミカルフィルタ１５０の入口における温度の変化との関係は以下のように表される。
【００３３】
相対湿度の変化［％Ｒ．Ｈ］／ケミカルフィルタの入口における温度の変化［℃］＝４．８５×０．５＝２．４２５
この関係から、ケミカルフィルタ１５０の出口における相対湿度の変化を１％Ｒ．Ｈとするには、ケミカルフィルタ１５０の入口における温度の変化を０．４１℃以下とする必要がある。ｎｍオーダでステージを制御するためには更にケミカルフィルタ１５０の出口の湿度を安定化させる必要があり、ケミカルフィルタ１５０の入口における温度は０．１℃前後で安定させることが必要となる。
【００３４】
例えば、２０ｍ３／ｍｉｎ．の空気を駆動する場合、ファン１０２による発熱は数百〜数ｋＷとなり、空気の温度は数℃上昇する。その一方で、ケミカルフィルタ１５０の入口における温度の変動を０．１℃前後に制御するには、ケミカルフィルタ１５０の入口における熱変動を４０Ｗ程度に抑制する必要がある。熱外乱は、ファン１０２の発熱の他、露光部の熱負荷の変動やクリーンルーム等の環境温度の変化、及び加湿器１３４による熱変動等が考えられる。温度センサ１２０によりケミカルフィルタ１５０の入口付近の熱変動を空気の温度変動として検出して、冷却器１１６によりケミカルフィルタ１５０の入口における温度の変動を０．１℃前後の精度で制御し得る。その結果、ケミカルフィルタ１５０の入口における温度の変動により発生するケミカルフィルタ１５０の出口における湿度の変動を１％以下とすることができる。
【００３５】
湿度センサ１４０の周辺の温度が安定していない場合には、絶対湿度は変化しなくても相対湿度は温度の変動により変化してしまう。しかし、先に述べたように、温度センサ１２０と湿度センサ１４０はケミカルフィルタ１５０の入口付近に配置されている。そのため、湿度センサ１４０付近の温度は高精度に制御され、湿度センサ１４０からの出力は絶対湿度、又は相対湿度のどちらでも高精度に湿度を制御することができる。
【００３６】
このように、温度センサ１２０と湿度センサ１４０をケミカルフィルタ１５０の入口付近に配置する。それにより、温度センサ１２０と冷却器１１６によりケミカルフィルタ１５０入口の温度を高精度に制御することができ、湿度センサ１４０と加湿器１３４によりケミカルフィルタ１５０の入口の湿度を高精度に制御することができる。その結果、ケミカルフィルタ１５０における水分の授受に伴う気体の温度及び湿度の変動が低減され、露光室３００内の温度及び湿度を高精度に制御することが可能となる。
【００３７】
［実施例２］
次に、実施例２について説明する。図４は、実施例２における露光装置の構成を示す図である。
【００３８】
実施例１と同様の構成の機器は同じ番号として説明を割愛する。実施例１では、加湿器１３４がファン１０２と冷却器１１６との間に位置し、湿度センサ１４０は冷却器１１６とケミカルフィルタ１５０の間に位置していた。実施例２では、ファン１０２は、加湿器１３４’と冷却器１１６との間に位置し、湿度センサ１４０’はファン１０２と冷却器１１６との間に位置している。なお、加湿器１３４’は、ファン１０２の前段又は冷却器１１６の後段に配置されてもよい。湿度センサ１４０’は加湿器１３４’の後段に配置されていれば、ケミカルフィルタ１５０の入口の近傍に配置されていなくてもよい。
【００３９】
湿度センサ１４０’の周辺の温度が安定でない場合、即ち、湿度センサ１４０’が温度センサ１２０付近に配置されていない場合、絶対湿度が一定であっても温度の変動により相対湿度は変化してしまう。このため、湿度センサ１４０’の出力を絶対湿度に換算して絶対湿度の制御を行う必要がある。
【００４０】
例えば、相対湿度：Ｈ0［％Ｒ．Ｈ］、周囲温度：Ｔ0［℃］、絶対湿度：Ｈx［ｇ／ｍ３］とすると、絶対湿度は下式で算出される。
【００４１】
Ｈx＝（４．４３０４×Ｔ0２−３１．１４６×Ｔ0＋１１８４．８）×Ｈ0×０．０１×０．７９４×１０−２／（１＋０．００３６×Ｔ0）・・・・・（３）
このように、湿度センサ１４０’の出力を絶対湿度に換算して絶対湿度の制御を行うことにより、湿度センサ１４０’周辺の温度変動によらず、ケミカルフィルタ１５０の入口の湿度を高精度に制御することができる。また、温度センサ１２０をケミカルフィルタ１５０入口付近に配置することにより、温度センサ１２０と冷却器１１６によりケミカルフィルタ１５０入口の温度を高精度に制御することができる。その結果、ケミカルフィルタ１５０における水分の授受に伴うケミカルフィルタ１５０の後段における温度及び湿度の変動が抑制される。そして、露光室に供給される気体の温度及び湿度を高精度に制御することが可能となる。
【００４２】
［実施例３］
次に、実施例３について説明する。図５は、実施例３の露光装置の構成を示す図であり、図６は、実施例３における空気の温度及び温湿度を制御する機構のブロック図である。実施例３では、実施例１の構成に加えて、露光室３００内に第２温度センサ１７６及び第２湿度センサ１４２がさらに配置されている。また、供給ダクト１０４に第２温度センサ１７６の出力に基づいて制御される加熱器１７４がさらに配置されている。
【００４３】
ケミカルフィルタ１５０の入口付近における空気の温度Ｔ1を制御する温度制御機構２１０について説明する。実施例１のように、第１温度センサ１２０は、ケミカルフィルタ１５０の入口付近の温度Ｔ1を検出する。第１温度制御器２１２は、ケミカルフィルタ１５０の入口温度が目標温度Ｔref1となるように、制御弁１１４、冷却器１１６を制御する。第１温度制御器２１２の演算は、例えばＰＩＤ制御演算であってもよい。
【００４４】
ケミカルフィルタ１５０の入口付近の湿度Ｈ1を制御する湿度制御機構２３０について説明する。第１湿度センサ１４０は、ケミカルフィルタ１５０の入口付近の湿度Ｈ1を検出する。第１湿度制御器２３２は、ケミカルフィルタ１５０入口湿度が目標値Ｈref1となるように、加湿器１３４を制御する。第１湿度制御器２３２の演算は、例えばＰＩＤ制御演算であってもよい。実施例２で説明したように、第１湿度センサ１４０が第１温度センサ１２０の付近に配置されない場合、第１湿度センサ１４０の出力は、式（３）に従い絶対湿度で算出され、絶対湿度が目標値Ｈref1となるよう制御される。
【００４５】
実施例３では、露光室３００内の湿度Ｈ2を検出する第２湿度センサ１４２が配置され、第２湿度制御器２３６の出力を第１湿度制御器２３２に加算するよう構成される。これにより露光室３００内の湿度が目標値Ｈref2となるよう制御される。第２湿度制御器２３６の演算は、例えばＰＩＤ制御演算であってもよい。
【００４６】
実施例３では、第２湿度センサ１４２を露光室３００内に配置し、露光室３００内の湿度を検出することとしたが、第２湿度センサ１４２を供給ダクト１０４内に配置し、供給ダクト１０４内部の湿度を検出させてもよい。
【００４７】
露光室３００への空気の供給は、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタ等のフィルタ１５６を透過させてもよい。
【００４８】
本実施例では、露光室３００内の空気の温度を制御する第２温度制御機構２７０をさらに備えている。そのために、露光室３００内の温度Ｔ2を検出する第２温度センサ１７６が配置される。第２温度制御器２７２は、露光室３００へ供給された気体の温度が目標値Ｔref2となるように、ケミカルフィルタ１５０の後段に配置された加熱器１７４を制御する。第２温度制御器２７２の演算は、例えばＰＩＤ制御演算であってもよい。
【００４９】
実施例３では、第２温度センサ１７６を露光室３００内に配置し、露光室３００内の温度を検出することとしたが、第２温度センサ１７６を供給ダクト１０４内に配置し、供給ダクト１０４内部の温度を検出させてもよい。
【００５０】
実施例１で説明したように、ケミカルフィルタ１５０の入口の温度が変わるとケミカルフィルタ１５０の出口の湿度が変動してしまう。そのため、ケミカルフィルタ１５０の後段に重畳する熱外乱はケミカルフィルタ１５０の後段に新たに温度制御機構を配置する必要がある。本実施例ではケミカルフィルタ１５０の前段の温度制御機構とは別に、ケミカルフィルタ１５０の後段に加熱器１７４を配置して温度制御を行う。そのため、ケミカルフィルタ１５０の入口温度と露光室３００へ供給する温度はそれぞれ独立に高精度に制御される。
【００５１】
実施例３では、ケミカルフィルタ１５０から露光室３００までの湿度の変動があった場合にも、露光室３００内の湿度又は供給ダクト１０４内部の湿度を検出する。したがって、露光室３００内の気体又は露光室３００へ供給する気体の湿度が目標値となるよう加湿器１３４が制御される。そのため、外気の温度変動、湿度変動、及び露光部の負荷変動に対し常に安定した湿度を露光室３００に供給することが可能となる。
【００５２】
また、ケミカルフィルタ１５０から露光室３００までの温度の変動があった場合にも露光室３００内部又は露光室３００への供給ダクト１０４内部の温度を検出する。そして露光室３００内又は露光室３００へ供給する気体の温度が目標値となるようにケミカルフィルタ１５０の後段に配置された加熱器１７４が制御される。そのため、外気の温度変動、湿度変動、及び露光部の負荷変動に対し常に安定した温度を露光室３００に供給することが可能となる。
【００５３】
実施例１から実施例３において、フィルタは、ケミカルフィルタの他、シリカゲル材や活性炭でもよい。これらのフィルタによりフィルタの前段に配置された加湿部における湿度の揺らぎや変動は抑制されフィルタの後段における湿度安定性が向上する。
【００５４】
また、加湿部により制御されるフィルタに入る気体の湿度の目標値は、周囲環境の湿度より高い湿度であってもよい。例えば、半導体工場のクリーンルームは温度が２３℃前後、湿度が４０％前後（絶対湿度＝８．２４７６／ｍ３）に設定されていることが多い。この場合、制御する湿度の目標値を、相対湿度＝５０％（温度＝２３℃）又は絶対湿度＝１０．３ｇ／ｍ３とする。そうすると、数℃以下までの冷却による除湿とその後の加湿、及び温度を目標値に戻すための再加熱を行う必要がない。その結果、様々な外乱に対し常に安定した温度と湿度を露光室に供給することが可能となる。前記外乱には、温度制御機構により除湿を伴わない熱回収のための冷却、湿度制御のための加湿、精密温調のための加熱により外気の温度変動、湿度変動、及び露光部の負荷変動等が含まれる。
【００５５】
したがって、低コスト且つ低消費電力で温度及び湿度を制御できる露光装置を構成することが可能となる。
【００５６】
また、露光装置は投影光学系と基板との間に液体が供給される液浸露光装置であってもよい。液浸液は、例えば超純水等の水であってもよい。液浸水の供給により露光室内に湿度むらが発生し、また液浸水の気化により温度むらが発生する場合がある。本実施例により、外気の温度変動、湿度変動、及び露光部の負荷変動に対し常に安定した温度と湿度を露光室に供給することができる。そのため、液浸による露光室内の湿度むらを抑制し、且つ周囲環境の湿度より高い湿度の空気を供給することにより液浸液の気化を抑え、露光室内の温度と湿度を安定化することが可能となる。
【００５７】
次に、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施形態を説明する。デバイスは、前述の実施例１〜３の露光装置を使用して、感光剤が塗布された基板を露光する工程と、該工程で露光された基板を現像する工程と、他の周知の工程とを経ることにより製造する。デバイスは、半導体集積回路素子、液晶表示素子等でありうる。基板は、ウエハ、ガラスプレート等でありうる。当該周知の工程は、例えば、酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等の各工程である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施例１の露光装置の構成を示す図である。
【図２】ケミカルフィルタの特性の一例を示す図である。
【図３】ケミカルフィルタの特性の一例を示す図である。
【図４】実施例２の露光装置の構成を示すである。
【図５】実施例３の露光装置の構成を示す図である。
【図６】実施例３における空気の温度及び湿度を制御する機構のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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